单管触发电路设计毕业论文

1、 本文由460381420贡献 doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 目 录 第一部分 基本理论 - 1 - 1.1 晶闸管的工作原理 - 1 - 单相半波可控整流电路 1.2 单相半波可控整流电路 - 2 - 1.3 单相桥式整流电路 - 5 - 1.4 单结晶体管触发电路 - 8 - 第二部分 电力电子实训部分 - 15 - 实训一 晶闸管和单结晶体管的简单测试 - 15 - 单结晶体管触发电路安装、 实训二 单结晶体管触发电路安装、调试及故障分析处理 - 20 - 晶体管调光电路安装、调试及故障分析处理 实训三 晶体管调光电路安装、调试及故

2、障分析处理 - 24 - -1- 第一部分 基本理论 1.1 晶闸管的工作原理 晶闸管是一种大功率 PNPN 四层半导体元件，具有三个 PN 结，引出三个极，阳极 A、 阴极 K、门极（控制极）G，其外形及符号如图 1-1 所示，各管脚名称（阳极 A、阴极 K、 具有控制作用的门极 G）标于图中。图 1-1（b）所示为晶闸管的图形符号及文字符号。 阴极 （K） 门极（G） 小电流 小电流 塑封式 小电流 螺旋式 塑封式 阴极 （K） （b）电气图形 阳极 （A） 门极（G） 阳极 （A） 符号及文字符号 （a）部分晶闸管外形 图 1-1 晶闸管的外形及符号 晶闸管的工作原理如下： （1） 当晶

3、闸管承受反向阳极电压时， 无论门极是否有正向触发电压或者承受反向电压， 晶闸管不导通，只有很小的的反向漏电流流过管子，这种状态称为反向阻断状态。说明晶闸 管像整流二极管一样，具有单向导电性。 （2）当晶闸管承受正向阳极电压时，门极加上反向电压或者不加电压，晶闸管不导通， 这种状态称为正向阻断状态。这是二极管所不具备的。 （3）当晶闸管承受正向阳极电压时，门极加上正向触发电压，晶闸管导通，这种状态 称为正向导通状态。这就是晶闸管闸流特性，即可控特性。 （4）晶闸管一旦导通后维持阳极电压不变，将触发电压撤除管子依然处于导通状态。 -1- 即门极对管子不再具有控制作用。 1.2 单相半波可控整流电路

4、 单相半波可控整流调光灯主电路实际上就是负载为阻性的单相半波可控整流电路，对 电路的输出波形 ud 和晶闸管两端电压 uT 波形的分析在调试及修理过程中是非常重要的。我 们的分析是在假设主电路和触发电路均正常工作的前提条件下进行的。 T u u 1 i VT d u 2 u d R 图 1-2 调光灯主电路（单相半波可控整流电路） 图 1-2 所示为单相半波可控整流电路，整流变压器起变换电压和隔离的作用，其一次和 二次电压瞬时值分别用 u1 和 u2 表示，二次电压 u2 为 50Hz 正弦波，其有效值为 U2。当接通 电源后，便可在负载两端得到脉动的直流电压，其输出电压的波形可以用示波器进行

5、测量。 （1）工作原理 在分析电路工作原理之前，先介绍几个名词术语和概念。 控制角 ：控制角 也叫触发角或触发延迟角，是指晶闸管从承受正向电压开始到触 发脉冲出现之间的电角度。 导通角 ：是指晶闸管在一周期内处于导通的电角度。 移相：移相是指改变触发脉冲出现的时刻，即改变控制角 的大小。 移相 移相范围： 移相范围：移相范围是指一个周期内触发脉冲的移动范围，它决定了输出电压的变化 范围。 o 1） = 0 时的波形分析 ） o 图 1-3 是 = 0 时实际电路中输出电压和晶闸管两端电压的理论波形。 -2- u2 a) 0 ug b) 0 ud c) t uVT d) 0 t t t1 2 t

6、 图 1-3 = 0 时输出电压和晶闸管两端电压的理论波形 o （c）输出电压波形 （d）晶闸管两端电压波形 从理论波形图中我们可以分析出，在电源电压 u2 正半周区间内，在电源电压的过零点， 即： = 0° 时刻加入触发脉冲触发晶闸管 VT 导通，负载上得到输出电压 ud 的波形是与电 源电压 u2 相同形状的波形；当电源电压 u2 过零时，晶闸管也同时关断，负载上得到的输出 电压 ud 为零； 在电源电压 u2 负半周内， 晶闸管承受反向电压不能导通， 直到第二周期 = 0° 触发电路再次施加触发脉冲时，晶闸管再次导通。 图 1-3（d）所示为 = 0° 时晶

7、闸管两端电压的理论波形图。在晶闸管导通期间，忽略 晶闸管的管压降， uT = 0 ，在晶闸管截止期间，管子将承受全部反向电压。 2） = 45° 时的波形分析 ） 改变晶闸管的触发时刻，即控制角 的大小即可改变输出电压的波形，图 1-4 所示为 = 45° 的输出电压的理论波形。在 = 45° 时，晶闸管承受正向电压，此时加入触发脉冲 晶闸管导通，负载上得到输出电压 ud 的波形是与电源电压 u2 相同形状的波形；同样当电源 电压 u2 过零时，晶闸管也同时关断，负载上得到的输出电压 ud 为零；在电源电压过零点到 = 45° 之间的区间上，虽然晶闸管已

8、经承受正向电压，但由于没有触发脉冲，晶闸管依然 处于截止状态。 图 1-4（d）所示为 = 45° 时晶闸管两端的理论波形图。其原理与 = 0° 相同。 -3- 图 1-4 = 45° 时输出电压和晶闸管两端电压的理论波形 （d）晶闸管两端电压波形 （c）输出电压波形 由以上的分析和测试可以得出： 在单相整流电路中， 把晶闸管从承受正向阳极电压起到加入触发触发脉冲而导通之间 的电角度 称为控制角，亦称为触发延迟角或移相角。晶闸管在一个周期内导通时间对应 的电角度用 表示，称为导通角，且 = ? 。 在单相半波整流电路中， 改变的 大小即改变触发脉冲在每周期内出现的

9、时刻， ud 则 和 id 的波形也随之改变，但是直流输出电压瞬时值 ud 的极性不变，其波形只在 u2 的正半周 出现， 这种通过对触发脉冲的控制来实现控制直流输出电压大小的控制方式称为相位控制方 式，简称相控方式。 理论上移相范围 0° 180° 。 （2）基本的物理量计算 1）输出电压平均值与平均电流的计算： 输出电压平均值与平均电流的计算 Ud = 1 1 + cos 2U 2 sin td(t ) = 0.45U 2 2 2 Id = Ud U 1 + cos = 0.45 2 Rd Rd 2 可见，输出直流电压平均值 Ud 与整流变压器二次侧交流电压 U2 和控

10、制角 有关。当 U2 给定后，Ud 仅与 有关，当 = 180° 时，则 U d 0 = 0.45U 2 ，为最大输出直流平均电压。 当 = 0° 时， U d = 0 。只要控制触发脉冲送出的时刻， U d 就可以在 0 可调。 2）负载上电压有效值与电流有效值的计算： 负载上电压有效值与电流有效值的计算： 有效值的计算 0.45U 2 之间连续 -4- 根据有效值的定义，U 应是 ud 波形的均方根值，即 U= 1 ? sin 2 2 ( 2U 2 sin t ) d(t ) = U 2 2 + 4 2 ? sin 2 + 2 4 负载电流有效值的计算： I= U2 R

11、d 与管子两端可能承受的最大电压： 3）晶闸管电流有效值 IT 与管子两端可能承受的最大电压： 在单相半波可控整流电路种， 晶闸管与负载串联， 所以负载电流的有效值也就是流过晶 闸管电流的有效值，其关系为 I= U2 Rd ? sin 2 + 2 4 由图 1-4 中 uT 波形可知，晶闸管可能承受的正反向峰值电压为 U TM = 2U 2 1.3 单相桥式整流电路 单相桥式整流电路输出的直流电压、电流脉冲程度比单相半波整流电路输出的直流电 压、电流小，且可以改善变压器存在直流磁化的现象。单相桥式整流电路分为单相桥式全控 整流电路和单相桥式半控整流电路。 1单相桥式全控整流电路 单相桥式整流电

12、路带电阻性负载的电路及工作波形如图 1-5 所示。 (a)电路图 (b) 波形图 图 1-5 单相桥式全控整流电路电阻性负载 晶闸管 VT1 和 VT4 为一组桥臂，而 VT2 和 VT4 组成另一组桥臂。在交流电源的正半 周区间，即 a 端为正，b 端为负， VT1 和 VT4 会承受正向阳极电压，在相当于控制角 的 时刻给 VT1 和 VT4 同时加脉冲，则 VT1 和 VT4 会导通。此时，电流 id 从电源 a 端经 VT1、 -5- 负载 Rd 及 VT4 回电源 b 端，负载上得到电压 ud 为电源电压 u2（忽略了 VT1 和 VT4 的导通 电压降） ，方向为上正下负，VT2

13、和 VT3 则因为 VT1 和 VT4 的导通而承受反向的电源电压 u2 不会导通。因为是电阻性负载，所以电流 id 也跟随电压的变化而变化。当电源电压 u2 过 零时，电流 id 也降低为零，也即两只晶闸管的阳极电流降低为零，故 VT1 和 VT4 会因电流 小于维持电流而关断。而在交流电源负半周区间，即 a 端为负，b 端为正，晶闸管 VT2 和 VT3 会承受正向阳极电压，在相当于控制角 的时刻给 VT2 和 VT3 同时加脉冲，则 VT2 和 VT3 被触发导通。电流 id 从电源 b 端经 VT2、负载 Rd 及 VT3 回电源 a 端，负载上得到 电压 ud 仍为电源电压 u2，方

14、向也还为上正下负，与正半周一致。此时，VT1 和 VT4 则因为 VT2 和 VT3 的导通而承受反向的电源电压 u2 而处于截止状态。直到电源电压负半周结束， 电源电压 u2 过零时，电流 id 也过零，使得 VT2 和 VT3 关断。下一周期重复上述过程。 从图中可看出， 负载上的直流电压输出波形与单相半波时多了一倍， 晶闸管的控制角可 从 0° 180° ，导通角 为 ? 。晶闸管承受的最大反向电压为 2U 2 ，而其承受的最大 正向电压为 2 U2 。 2 单相全控桥式整流电路带电阻性负载电路参数的计算： 输出电压平均值的计算公式： Ud = 1 2U 2 sin

15、td (t ) =0.9U 2 1 + cos 2 负载电流平均值的计算公式： Id = Ud U 1 + cos = 0.9 2 Rd Rd 2 输出电压的有效值的计算公式： U= ( 1 2U 2 sin t ) 2 d (t ) = U 2 ? 1 sin 2 + 2 负载电流有效值的计算公式： I= U2 Rd 1 ? sin 2 + 2 流过每只晶闸管的电流的平均值的计算公式： I dT = U 1 + cos 1 I d = 0.45 2 2 Rd 2 流过每只晶闸管的电流的有效值的计算公式： IT = 2U 2 U2 1 2 ( Rd sin t ) d (t ) = Rd 2

16、? 1 1 sin 2 + = I 4 2 2 -6- 晶闸管可能承受的最大电压为： U TM = 2U 2 2单相桥式半控整流电路 在单相桥式全控整流电路中，由于每次都要同时触发两只晶闸管，因此线路较为复杂。 为了简化电路， 实际上可以采用一只晶闸管来控制导电回路， 然后用一只整流二极管来代替 另一只晶闸管。所以把图 1-5 中的 VT3 和 VT4 换成二极管 VD3 和 VD4，就形成了单相桥 式半控整流电路，如图 1-6 所示。 (a)电路图 (b) 波形图 图 1-6 单相桥式半控整流电路带电阻性负载 单相半控桥式整流电路带电阻性负载时的电路如图 1-6 所示。 工作情况同桥式全控整

17、流 电路相似，两只晶闸管仍是共阳极连接，即使同时触发两只管子，也只能是阳极电位高的晶 闸管导通。而两只二极管是共阳极连接，总是阴极电位低的二极管导通，因此，在电源 u2 正半周一定是 VD4 正偏，在 u2 正半周一定是 VD3 正偏。所以，在电源正半周时，触发晶 闸管 VT1 导通，二极管 VD4 正偏导通，电流由电源 a 端经 VT1 和负载 Rd 及 VD4，回电源 b 端， 若忽略两管的正向导通压降， 则负载上得到的直流输出电压就是电源电压 u2， ud=u2。 即 在电源负半周时，触发 VT2 导通，电流由电源 b 端经 VT2 和负载 Rd 及 VD3，回电源 a 端， 输出仍是

18、ud=u2，只不过在负载上的方向没变。在负载上得到的输出波形（如图 1-6(b)所示） 与全控桥带电阻性负载时是一样的。 单相全控桥式整流电路带电阻性负载电路参数的计算： 输出电压平均值的计算公式： U d = 0.9U 2 1 + cos 2 的移相范围是 0° 180° 。 -7- 负载电流平均值的计算公式： Id = Ud U 1 + cos = 0.9 2 Rd Rd 2 流过一只晶闸管和整流二极管的电流的平均值和有效值的计算公式： I dT = I dD = 1 Id 2 IT = 晶闸管可能承受的最大电压为： 1 2 I U TM = 2U 2 1.4 单结晶体

19、管触发电路 前面已知要使晶闸管导通， 除了加上正向阳极电压外， 还必须在门极和阴极之间加上适 当的正向触发电压与电流。 为门极提供触发电压与电流的电路称为触发电路。 对晶闸管触发 电路来说，首先触发信号应该具有足够的触发功率（触发电压和触发电流） ，以保证晶闸管 可靠导通；其次触发脉冲应有一定的宽度，脉冲的前沿要陡峭；最后触发脉冲必须与主电路 晶闸管的阳极电压同步并能根据电路要求在一定的移相范围内移相。 图 1-7 所示为单相桥式半控整流电路的触发电路，其方式采用单结晶体管同步触发电 路，其中单结晶体管的型号为 BT33，电路图及参数如图 1-7 所示。 A V1 1.2k V2 R1 B R

20、P 100k 330 R3 单结晶体管 1N4746 4*1N4148 220V 36V V3 V4 VD5 5.1k R2 BT33 100 R4 D C V10 100n C FU1 图 1-7 单结晶体管触发电路 1单结晶体管 （1）单结晶体管的结构 ） 单结晶体管的原理结构如图 1-8（a）所示，图中 e 为发射极，b1 为第一基极，b2 为第 -8- 二基极。由图可见，在一块高电阻率的 N 型硅片上引出两个基极 b1 和 b2，两个基极之间的 电阻就是硅片本身的电阻，一般为 2 12k? 。在两个基极之间靠近 b1 的地方合金法或扩 散法掺入 P 型杂质并引出电极，成为发射极 e。它

21、是一种特殊的半导体器件，有三个电极， 只有一个 PN 结，因此称为“单结晶体管” ，又因为管子有两个基极，所以又称为“双极二 极管” 。 1-8 （a）结构 （b）等效电路 单结晶体管 （c）图形符号 （d）外形管脚排列 单结晶体管的等效电路如图 1-8（b）所示，两个基极之间的电阻 rbb = rb1 + rb 2 ，在正常 工作时，rb1 是随发射极电流大小而变化，相当于一个可变电阻。 结可等效为二极管 VD， PN 它的正向导通压降常为 0.7V。 单结晶体管的图形符号如图 1-8(c)所示。 触发电路常用的国产 单结晶体管的型号主要有 BT31 、 BT 33 、 BT35 ，其外形与

22、管脚排列如图 1-8（d）所示。 其实物图、管脚如图 1-9 所示。 第一基极 b1 发射极 e 第二基极 b2 图 1-9 单结晶体管实物及管脚 2单结晶体管张驰振荡电路 -9- 利用单结晶体管的负阻特性和电容的充放电， 可以组成单结晶体管张驰振荡电路。 单结 晶体管张驰振荡电路的电路图和波形图如图 1-10 所示。 （a）电路图 （b）波形图 图 1-10 单结晶体管张驰振荡电路电路图和波形图 设电容器初始没有电压，电路接通以后，单结晶体管是截止的，电源经电阻 R2 、 RP 对 电容 C 进行充电，电容电压从零起按指数充电规律上升，充电时间常数为 RE C ；当电容两 端电压达到单结晶体

23、管的峰点电压 U P 时，单结晶体管导通，电容开始放电，由于放电回路 的电阻很小，因此放电很快，放电电流在电阻 R4 上产生了尖脉冲。随着电容放电，电容电 压降低，当电容电压降到谷点电压 U V 以下，单结晶体管截止，接着电源又重新对电容进行 充电，如此周而复始，在电容 C 两端会产生一个锯齿波，在电阻 R4 两端将产生一个尖脉冲 波。如图 1-10（b）所示。 3单结晶体管触发电路 上述单结晶体管张驰振荡电路输出的尖脉冲可以用来触发晶闸管， 但不能直接用做触发 电路， 还必须解决触发脉冲与主电路的同步问题。 单结晶体管触发电路实际上就是由同步电 路和张弛振荡电路两部分组成。 图 1-7 示为

24、单结晶体管触发电路，是由同步电路和脉冲移相与形成两部分组成的。 （1）同步电路 1）什么是同步 触发信号和电源电压在频率和相位上相互协调的关系叫同步。 例如， 在单相半波可控整 流电路中，触发脉冲应出现在电源电压正半周范围内，而且每个周期的 角相同，确保电 路输出波形不变，输出电压稳定。 2）同步电路组成 此触发同步电路既作为触发电路同步电压又作为触发电路工作电源。 同步变压器与晶闸 管整流电路接在同一相电源上， 使晶闸管的阳极电压为正时的某一区间内被触发。 同步电路 - 10 - 由同步变压器、桥式整流电路 VD1VD4、电阻 R2 及稳压管组成。同步变压器一次侧与晶 闸管整流电路接在同一相

25、电源上，交流电压经同步变压器降压、单相桥式整流后（如图 1-11 所示）再经过稳压管稳压削波形成一梯形波电压（如图 1-12 所示） ，作为触发电路的供电电 压。 梯形波电压零点与晶闸管阳极电压过零点一致。 从而实现触发电路与整流主电路的同步。 3）波形分析 单结晶体管触发电路的调试以及在今后的使用过程中的检修主要是通过几个点的典型 波形来判断个元器件是否正常，我们将通过理论波形与实测波形的比较来进行分析。 、桥式整流后脉动电压的波形(图 1-7“A”点) ， 将 Y1 探头的测试端接于“A”点，接地端接于“E”点，调节旋钮“t/div”和“v/div” 使示波器稳定显示至少一个周期的完整波形

26、，测得波形如图 1-11（a）所示。由电子技术的 知识我们可以知道“A”点为由 VD1VD4 四个二极管构成的桥式整流电路输出波形，图 1-11（b）为理论波形，对照进行比较。 （a）实测波形 图 1-11 桥式整流后电压波形 、削波后梯形波电压波形（图 1-7 中“B”点） （b）理论波形 将 Y1 探头的测试端接于“B”点，测得 B 点的波形如图 1-12（a）所示，该点波形是经 稳压管削波后得到的梯形波，图 1-12（b）为理论波形，对照进行比较。 （a）实测波形 图 1-12 削波后电压波形 （b）理论波形 - 11 - （2）脉冲移相与形成 ） 1）电路组成 脉冲移相与形成电路实际上

27、就是上述的张驰振荡电路。脉冲移相由电阻 RE 和电容 C 组 成，脉冲形成由单结晶体管、温补电阻 R3 、输出电阻 R4 组成。 改变张驰振荡电路中电容 C 的充电电阻的阻值，就可以改变充电的时间常数，图中用 电位器 RP 来实现这一变化，例如： RP 出现第一个脉冲的时间后移 U d 2）波形分析 、电容电压的波形（图 1-7 中“C”点） 将 Y1 探头的测试端接于“C”点，测得 C 点的波形如图 1-13（a）所示。由于电容每半 个周期在电源电压过零点从零开始充电，当电容两端的电压上升到单结晶体管峰点电压时， 单结晶体管导通，触发电路送出脉冲，电容的容量和充电电阻 RE 的大小决定了电容

28、两端的 电压从零上升到单结晶体管峰点电压的时间， 因此在本课题中的触发电路无法实现在电源电 o 压过零点即 = 0 时送出触发脉冲。图 1-13（b）为理论波形，对照进行比较。 半个周期 （a）实测波形 （b）理论波形 图 1-13 电容两端电压波形 调节电位器 RP 的旋钮，观察 C 点的波形的变化范围。图 1-14 为调节电位器后得到的波形。 图 1-14 改变 RP 后电容两端电压波形 - 12 - 、输出脉冲的波形（图 1-7 中“D”点） 将 Y1 探头的测试端接于“D”点，测得 D 点的波形如图 1-15（a）所示。单结晶体管导 通后，电容通过单结晶体管的 eb1 迅速向输出电阻

29、R4 放电，在 R4 上得到很窄的尖脉冲。图 1-15（b）为理论波形，对照进行比较。 （a）实测波形 （b）理论波形 图 1-15 输出波形 调节电位器 RP 的旋钮， 观察 D 点的波形的变化范围。 1-16 所示为调节电位器后得到 图 的波形。 图 1-16 调节 RP 后输出波形 （3）触发电路各元件的选择 ） 1）充电电阻 RE 的选择 ） 改变充电电阻 RE 的大小，就可以改变张驰振荡电路的频率，但是频率的调节有一定的 范围，如果充电电阻 RE 选择不当，将使单结晶体管自激振荡电路无法形成振荡。 充电电阻 RE 的取值范围为： - 13 - U ?UV U ?UP < RE

30、< IV IP 其中： U 加于图 1-7 中 B-E 两端的触发电路电源电压 U V 单结晶体管的谷点电压 I V 单结晶体管的谷点电流 U P 单结晶体管的峰点电压 I P 单结晶体管的峰点电流 2）电阻 R3 的选择 ） 电阻 R3 是用来补偿温度对峰点电压 U P 的影响，通常取值范围为：200600 ? 。 3）输出电阻 R4 的选择 ） 输出电阻 R4 的大小将影响将影响输出脉冲的宽度与幅值，通常取值范围为：50 100 ? 。 4）电容 C 的选择 ） 电容 C 的大小与脉冲宽窄和 RE 的大小有关，通常取值范围为：0.11 F 。 - 14 - 第二部分 电力电子实训部分

31、 实训一 晶闸管和单结晶体管的简单测试 一、实训目的 （1）观察晶闸管的结构，掌握测试晶闸管好坏的正确方法。 （2）观察单结晶体管的结构，掌握测试单结晶体管好坏的正确方法。 二、实训所需组件及附件 万用表 晶闸管 三极管 单结晶体管 1块 2个 1个 1个 三、实训线路及原理 1晶闸管电极的判定和简单测试 晶闸管的类型有塑封型、螺栓型和平板型，其外形分别如下图 1 所示。 图 1 晶闸管的外型 （1）晶闸管电极的判定 螺栓型的晶闸管：螺栓是阳极 A，粗辫子是阴极 K，细辫子是门极 G。 平板型的晶闸管：它的两个平面分别是阳极 A 和阴极 K ，细辫子是门极 G。 塑封型的晶闸管：将万用表拨 R

32、×1K 、R×100 档。分别测量其管脚间的正、反向电 阻。因只有门极 G 与阴极 K 之间正向电阻较小，而其它脚之间均为高阻状态，故一旦测出 两管脚间呈低阻状态，则黑表笔所接为门极 G ，红表笔所接为阴极 K，另一端为阳极 A 。 （2）晶闸管的简单测试 - 15 - 在实际的使用过程中， 很多时候需要对晶闸管的好坏进行简单的判断， 我们常常采用万 用表法进行判别。 1）万用表档位放至于欧姆档 R×100，将红表笔接在晶闸管的阳极，黑表笔接在晶闸管 的阴极观察指针摆动情况，如图 2 所示。 2）将黑表笔接晶闸管的阳极，红表笔接晶闸管的阴极观察指针摆动情况，如图

33、3 所示。 阻值无穷大 阻值无穷大 R × 100 R × 100 图 2 测量阳极和阴极间反向电阻 结果： 结果：正反向阻值均很大 图 3 测量阳极和阴极间正向电阻 原因： 原因：晶闸管是四层三端半导体器件，在阳极和阴极之间有三个 PN 结，无论如何加电 压，总有一个 PN 结处于反向阻断状态，因此正反向阻值均很大。 3）将红表笔接晶闸管的阴极，黑表笔接晶闸管的门极观察指针摆动情况，如图 4 所示。 阻值不大 阻值不大 R × 100 R × 100 图 4 测量门极和阴极间正向电阻 图 5 测量门极和阴极间反向电阻 4）将黑表笔接晶闸管的阴极，红表笔

34、接晶闸管的门极观察指针摆动情况，如图 5 所示。 理论结果： 理论结果：当黑表笔接控制极，红表笔接阴极时，阻值很小；当红表笔接控制极，黑表 笔接阴极时，阻值较大。 实测结果： 实测结果：两次测量的阻值均不大 原因： 在晶闸管内部控制极与阴极之间反并联了一个二极管， 对加到控制极与阴极之间 原因： 的反向电压进行限幅，防止晶闸管控制极与阴极之间的 PN 结反向击穿。 2单结晶体管的简单测试 (1) 单结晶体管的电极判定 在实际使用时，可以用万用表来测试管子的三个电极，方法如下： 1）万用表置于电阻挡 R×1K，将万用表红表笔接 e 端，黑表笔接 b1 端，测量 e，b1 两端的电阻，测

35、量结果如图 6 所示。 - 16 - 2）将万用表黑表笔接 b2 端，红表笔接 e 端，测量 b2，e 两端的电阻，测量结果如图 7 所示。 结果：两次测量的电阻值均较大（通常在几十千欧）。 结果 R × 1K b1 e b2 R × 1K _ + 图 6 测量 e、b1 间反向电阻 图 7 测量 e、b2 间反向电阻 3）将万用表黑表笔接 e 端，红表笔接 b1 端，再次测量 b1、e 两端的电阻，测量结果如 图 8 所示。 4）将万用表黑表笔接 e 端，红表笔接 b2 端，再次测量 b2、e 两端的电阻，测量结果如 图 9 所示。 R × 1K R ×

36、; 1K 图 8 测量 e、b1 间正向电阻 图 9 测量 e、b2 间正向电阻 结果：两次测量的电阻值均较小（通常在几千欧），且 Rb1>Rb2。 结果 5）将万用表红表笔接 b1 端，黑表笔接 b2 端，测量 b2,b1 两端的电阻，测量结果如图 10 所示。 6）将万用表黑表笔接 b1 端，红表笔接 b2 端，再次测量 b1，b2 两端的电阻，测量结果 如图 11 所示。 R × 1K R × 1K 图 10 测量 b1，b2 间正向电阻 结果：b1，b2 间的电阻 Rbb 为固定值。 结果 图 11 测量 b1，b2 间正向电阻 - 17 - 由以上的分析可以

37、看出， 用万用表可以很容易的判断出单结晶体管的发射极， 只要发射 极对了，即使 b1、b2 接反了，也不会烧坏管子，只是没有脉冲输出或者脉冲幅度很小，这 时只要将两个管脚调换一下就可以了。(2)判定单结晶体管的好坏 可以通过测量管子极间电阻或负阻特性的方法来判定它的好坏。具体操作步骤： 1）测量 PN 结正、反向电阻大小。将万用表置于 R×l00 档或 R×1k 档，黑表笔接发射极 e 红表笔接基极 b1、b2 时，测得管子 PN 结的正向电阻一般应为几至几十千欧，要比普通二 极管的正向电阻稍大一些。再将红表笔接发射极 e，黑表笔分别接基极 bl 或 b2，测得 PN 结

38、的反向电阻，正常时指针偏向 (无穷大)。一般讲，反向电阻与正向电阻的比值应大于 100 为好。 2）测量基极电阻 Rbb。将万用表的红、黑表笔分别任意极 b1 和 b2，测量 b1、b2 间的 电阻应在 212k 范围内，阻值过大或过小都不好。 四、实训内容 1鉴别晶闸管的好坏 用万用表 R×1k 的电阻档测量两只晶闸管的阳极（A）、阴极（K）之间以及用 R×10 或 R×100 档测量两只晶闸管的门极（G）、阴极（K）之间正反向电阻，并将所测数据填入 表 1 以判断被测晶闸管的好坏。 表1 被测晶闸管 RAK RKA RGK RKG 结论 VT1 VT2 2单结

39、晶体管的测试 用万用表 R×1k 的电阻档测量单结晶体管的发射极（e）与第一基极（b1）、第二基极 （b2）以及第一基极（b1）、第二基极（b2）之间正反向电阻，并将所测数据填入表 2 以判 断被测单结晶体管的好坏。 表2 被测晶闸管 Reb1 Rb1e Reb 2 Rb 2 e Rb1b 2 结论 V1 - 18 - 五、实训报告 (1)根据实验记录判断被测晶闸管和单结晶体管的好坏，写出简易判断的方法。 (2)写出本实训的心得与体会。 六、注意事项 1 用万用表测试晶闸管极间电阻时， 特别在测量门极与阴极间的电阻时， 不要用 R×10k 档以防损坏门极，一般应放在 R&#

40、215;10 档测量为准。 - 19 - 单结晶体管触发电路安装、 触发电路安装 实训二 单结晶体管触发电路安装、调试及故障分析处理 一、实训目的 (1)熟悉单结晶体管触发电路的工作原理及电路中各元件作用。 (2)掌握单结晶体管触发电路的安装、调试步骤及方法。 (3)对单结晶体管触发电路中故障原因能加以分析并能排除故障。 (4)熟悉示波器的使用方法。 二、实训所需组件及附件 序号 1 各一套 2 3 双踪示波器 万用表 自备 自备 型 号 备 提供晶闸管脉冲触发信号 注 单结晶体管触发电路底板及其元件 三、实训线路 A V1 1.2k V2 R1 B RP 100k 330 R3 1N4746

41、 4*1N4148 220V 36V V3 V4 VD5 5.1k R2 BT33 100 R4 D C V10 100n C FU1 单结晶体管触发电路(一) 单结晶体管触发电路(一)如上图所示。变压器二次侧 36V 电压经单相桥式整流，经稳 压管 V7 削波得到梯形波电压，该电压既作为单结晶体管触发电路的同步电压，又作为单结 晶体管的工作电源电压。调节 RP 就可以改变电容 C 的充电电流大小，改变电容 C 的电压 达到晶体管峰值电压 U P 的时间，改变触发脉冲的第一个触发脉冲出现的时间，即改变晶闸 管的控制角 。 - 20 - A V1 V2 560 R1 VD2 B 1K R5 2.

42、4k R2 300 R3 2k R8 30k R6 RP 10k 1N4738 VD1 2N9012 Q2 4*1N4148 220V 36V V3 V4 1N4738 1N4738 VD5 2N9013 Q1 1K R9 BT33 D 100 R4 C V10 22n C 3k R7 100n C1 FU1 单结晶体管触发电路(二) 单结晶体管触发电路(二)如上图所示，电路中单结晶体管触发电路带有三极管Q1，Q2 组成直接耦合放大电路，Q2采用PNP型管（2N9012）,Q1采用NPN型管（2N9013），触发电路 的给定电压有电位器PR调节，给定电压经Q1放大后加到Q2。当给定电压增大时，

43、Q1的集电极 电流增加，使Q1的集电极电位降低，Q2的基极电位降低，Q2的集电极电流增大，使电容C的 充电电流增大，使出现第一个脉冲的时间前移，即晶闸管的控制角 减小。同理，当给定 电压较小时，Q1的集电极电流较小 ，使Q1的集电极电位升高，Q2的基极电位升高，Q2的集 电极电流较小，使电容C的充电电流减小，使出现第一个脉冲的时间后移，即晶闸管的控制 角 增大。三极管Q2相当于由给定电压控制的一个可变电阻，它的作用与单结晶体管触发 电路(一)中电位器RP的作用相同，起移相作用。 四、实训内容 (1)单结晶体管触发电路的调试。 (2)单结晶体管触发电路各点电压波形的观察并记录。 五、预习要求 阅

44、读电力电子技术教材中有关单结晶体管的有关内容。 六、实训方法 (1)单结晶体管触发电路安装。 1、元件布置图和布线图。根据晶体管触发电路原理图画出元件布置图和布线图。 2、元器件选择与测量。根据晶体管触发电路原理图选择元器件并进行测量，重点对二 极管、稳压管、单结晶体管等元器件的性能、极性、管脚进行测量和区分。 3、焊接前准备工作。将元器件按布置图在电路底板焊接位置上做引线成形。弯脚时， 切忌从元件根部直接弯曲，应将根部留有 510mm 长度以免断裂。引线端在去除氧化层后 - 21 - 涂上助焊剂，上锡备用。 (2)单结晶体管触发电路的测试。 1、通电前检查。对已焊接安装完毕的电路板根据图纸进

45、行详细检查。重点检查二极管、 稳压管、单结晶体管等管脚是否正确，将给定电位器 RP 调节在中间位置。 2、通电调试。合上交流电源接通触发电路，观察单结晶体管触发电路板有无异常现象， 如有异常现象，应立即断开交流电源，并进行检查。单结晶体管触发电路板在无异常现象情 况下，可进行如下操作： a.用万用表测量变压器二次侧 36V 电压和单相整流嗲路直流输出电压和稳压管 VD5 两 端直流电压是否正常。 b.用示波器逐一观察并记录单结晶体管触发电路中整流输出， 梯形波， 电容 C 两端锯齿 波电压，单结晶体管输出脉冲波形，如下图所示。 单结晶体管触发电路各点电压波形（a）整流电压波形（b）梯形波电压

46、（c）锯齿波电压（d）输出脉冲波形 c.改变给定电位器 RP 上的输入给定电压，用示波器观察并记录电容 C 两端锯齿波电压 及单结晶体管输出脉冲移动及移相范围。 (3)单结晶体管触发电路故障分析及处理。 单结晶体管触发电路在安装、调试及运行中，由元器件及焊接等原因产生故障，可根 据故障现象，用万用表、示波器等仪表进行检查测量并根据电路原理进行分析，找出故障原 因并进行处理，现举例如下：当改变给定电位器 RP 时，单结晶体管触发电路触发脉冲移相 范围较小，此时，用示波器观察电容 C 两端电压如下图所示。说明电阻 R4 阻值太大，使电 容 C 充电时间常数太大（充电电流大小） ，使触发脉冲不能前移

47、。此时应减小电阻 R4 的阻 值，但电阻 R4 阻值不可太小，否则，可能使单结晶体管无法关断，造成触发电路工作不正 常，只产生一只脉冲，甚至无法产生脉冲。另一方面也可能由于电容 C 充电时间常数太小， - 22 - 使产生的尖脉冲幅度较小，难以触发晶闸管导通。 电阻 R4 阻值太大时电容 C 两端电压波形 七、实训报告 (1)画出单结晶体管触发电路各点的电压波形。 (2)讨论并分析实验实训中出现的现象和故障。 八、注意事项 (1)注意元件布置要合理。 (2)焊接应无虚焊、错焊、漏焊，焊点应圆滑无毛刺。 (3)焊接时应重点注意 二极管、稳压管、单结晶体管等元件的管脚。 - 23 - 晶体管调光电

48、路安装、 实训三 晶体管调光电路安装、调试及故障分析处理 一、实训目的 (1)熟悉晶闸管调光电路的工作原理及电路中各元件作用。 (2)掌握晶闸管调光电路的安装、调试步骤及方法。 (3)对晶闸管调光电路中故障原因能加以分析并能排除故障。 (4)熟悉示波器的使用方法。 二、实训所需组件及附件 序号 1 各一套 2 3 双踪示波器 万用表 自备 自备 型 号 备 注 晶闸管调光电路的底板及其元器件 提供相位互差180。的脉冲触发信号 三、实训线路 A V1 1.2k V2 R1 B 2*2CZ11D RP 100k 330 R3 V5 V6 1N4746 4*1N4148 220V 36V V3 V

49、4 VD5 5.1k R2 BT33 D 100 R4 47 R6 47 R7 V8 V9 C V10 100n C FU2 220V FU1 晶闸管调光电路（一） - 24 - A V1 V2 560 R1 VD2 B 1K R5 2.4k R2 300 R3 2k R8 30k R11 RP 10k 1N4738 VD1 2N9012 Q2 4*1N4148 220V 36V V3 V4 1N4738 1N4738 VD5 2N9013 Q1 1K R9 BT33 D 100 R4 C V10 22n C 3k R10 100n C1 FU1 2*2CZ11D V5 V6 47 R6 47 R7 V8 V9 FU2 220V 晶闸管调光电路（二） 由上图可知，该调光电路可分成主电路和触发电路两大部分。主电路是单相桥式半控 整流电路，触发电路为实训 2.2 的单结晶体管触发电路。具体的工作原理，可以参考教材的 相关部分。 四、实训内容 (1)晶闸管调光电路安装。 (2)晶闸管调光电路各点电压波形的观察并记录。 五、预习要求 阅读电力电子技术教材中有关单结晶体管触发电路和单相桥式半控整流电路的有关